题目内容

苯甲醛在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用.实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛.

试回答下列问题:
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断的搅拌,搅拌的作用是
 
.
(2)甲苯经氧化后的得到的混合物通过结晶、过滤进行分离.该过程需要将混合物冷却,其目的是
 
.
(3)实验过程中,可循环使用的物质分别为
 
、
 
.
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ的名称是
 
,其原理是
 
.
(5)实验中发现,反应时间不同苯甲醛的产率也不同(数据见下表)
反应时间/h12345
苯甲醛产率/%76.087.583.672.564.8
请结合苯甲醛的结构,分析当反应时间过长时,苯甲醛产率下降的原因是
 
.
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题:实验题
分析:根据流程,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)通过不断搅拌,使甲苯、稀硫酸和Mn2O3充分混合,加快反应速率;
(2)通过降低MnSO4的溶解度,析出更多的MnSO4晶体;
(3)根据制备流程判断循环利用的物质名称;
(4)分离苯甲醛与甲苯,可利用二者沸点不同,通过蒸馏进行分离;
(5)醛基容易被氧化成羧基,据此判断反应时间过长时,苯甲醛产率下降的原因.
解答: 解:根据图示流程可知,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率,
故答案为:使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4 苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却,
故答案为:降低MnSO4的溶解度;
(3)由所给反应的流程图可知,参与循环操作的物质是稀H2SO4和甲苯,
故答案为:稀硫酸;甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,
故答案为:蒸馏;利用甲苯与苯甲醛的沸点差异,使二者分离;
(5)由于醛基的还原性较强,苯甲醛易被O2等氧化成苯甲酸,故反应所用时间越长,产率越低,
故答案为:部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸.
点评:本题主要从苯甲醛的合成为载体考查搅拌、过滤、结晶、蒸馏等基本操作的知识,题目难度中等,明确图示制备流程及化学实验基本操作方法为解答关键,试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
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